钢-混凝土组合梁掀起力的理论计算

对均布荷载作用下简支钢-混凝土组合梁的界面交互作用进行了理论研究。利用弹性体变形理论,推导并建立了简支钢-混凝土组合梁关于界面竖向掀起作用的常系数线性微分方程。求解此微分方程可以得出组合梁掀起力沿梁长的分布表达式,在栓钉间距范围内积分即可以算出栓钉所受掀起力的大小,该方法计算值与试验结果吻合良好,从而为栓钉的抗掀起设计提供理论计算依据,具有深层的理论意义和实用价值。

交错桁架结构设计要点

济南历下文体档案中心项目设计中,为实现大跨空间上方多层建筑功能,采用了一种建筑布置灵活,结构体系经济合理,施工可靠高效的结构体系,即交错桁架结构体系。首先介绍了交错桁架结构体系的特点以及本项目的工程概况,结合建筑功能,创新性的将交错桁架体系用于高层大跨度结构设计中,充分利用交错桁架的优点,使结构体系与建筑功能高度匹配。然后以历下文体档案中心为例,对比了同层桁架与交错桁架两种转换方案,在楼层刚度比、受剪承载力比等整体指标,以及罕遇地震下层间位移角、构件性能等方面的差异。对于交错桁架结构,介绍了减轻桁架区域楼板应力的措施,减轻空腹桁架效应的措施,以及精细化施工模拟分析的必要性,为类似工程的设计提供参考。

含UHPC薄层的新型栓钉组合剪力键抗拔性能试验研究

基于超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,简称为UHPC)良好的受力性能,提出了一种由钢板-UHPC薄层-普通混凝土叠合而成的新型栓钉组合剪力键,用于增强基础环式风力机基础中基础环与混凝土间的界面抗拔能力。通过对1:3缩尺模型进行了3组共9个静力拔出试验,研究了UHPC薄层厚度对新型栓钉组合剪力键的荷载-滑移曲线、破坏形态及极限承载能力的影响。结果表明,整个受力过程可经历4个阶段,即界面间摩擦传力弹性阶段、栓钉受剪弹性和弹塑性阶段、混凝土受拉破坏阶段。UHPC薄层的加入,栓钉不仅在钢板与UHPC薄层界面(简称第一界面)即栓钉根部出现了塑性,同时在UHPC薄层-普通混凝土交界面(简称第二界面)上亦出现了明显的塑性,使得新型栓钉组合剪力键抗剪刚度及承载力均较普通栓钉剪力键有显著提高。同时栓钉根部剪应力峰值明显降低,有效提高了剪力键的抗拔性能。基于试验结果,提出了基于双界面栓钉屈服的新型栓钉组合剪力键抗拔承载力计算公式。对比结果表明,该公式能较好反映UHPC薄层厚度对承载力的贡献。

组合梁桥焊钉连接件承载力规范研究

以各国设计规范及长江大桥试验结果为基础,对焊钉连接件的抗剪承载力、抗拉拔承载力及疲劳性能进行了介绍和分析;并对各国规范公式计算抗剪承载力与推出试验结果进行比较,探讨焊钉连接件抗剪设计承载力合理取值,为焊钉连接件的设计提供参考。

桁梁结合梁栓钉上拔力的研究

借助于数值分析的方法，分析研究了我国某座正在建造中的公铁两用大桥所采用的桁梁结合梁的栓钉在三种不同荷载工况：顺桥方向不均匀竖载；轴力；横桥方向不均匀竖载和不同栓钉布置方案下所受的上拔力的数值．

铁路钢-混组合梁抗拔不抗剪栓钉设计研究

为研究抗拔不抗剪栓钉在铁路钢-混组合连续梁桥中的适应性及存在问题,以4×40 m铁路钢-混组合连续梁为例,基于有限元分析软件Midas Civil,对常规栓钉的设计参数进行分析,对抗拔不抗剪栓钉及加密过渡区的设置范围进行比选,拟定铁路钢-混组合梁可行的抗拔不抗剪栓钉设计方案。研究表明:综合桥面板受力、过渡区栓钉受力、钢梁整体刚度等因素,推荐抗拔不抗剪设置范围取支点两侧0.15L(L为梁跨度);抗拔不抗剪连接区域滑移量较大,但其栓钉不受剪力;需要重点关注过渡区首排栓钉,确保其满足强度以及疲劳性能的要求,推荐加密过渡区设置范围取3 m;相较双工字形截面,双槽形截面与抗拔不抗剪需要设置的过渡区适应性较好,但用钢量增加约10%;相较常规栓钉方案,抗拔不抗剪栓钉方案桥面板钢筋减少17.7%,栓钉减少12.4%,梁部每延米造价降低2.8%。

钢-混结合连续梁负弯矩区耐久性提升技术研究

研究目的:为进一步提升结构耐久性,针对铁路恒载、活载均较大的情况,以4×40 m铁路钢-混组合连续梁为例,基于有限元分析软件Midas Civil,研究采用新型抗拔不抗剪栓钉的可行性和受力行为.研究结论:(1)在负弯矩区采用抗拔不抗剪栓钉后,结构的挠度、梁端转角、自振频率等刚度指标与常规栓钉方案相比变化很小,对钢梁整体受力性能影响很小;(2)推荐采用0.15L(L为梁跨度)作为中支点设置抗拔不抗剪栓钉的区域;(3)两侧的过渡区实为约束加强区,需要重点关注该区域栓钉设置,确保首排栓钉满足强度以及疲劳性能的要求;(4)工字形截面栓钉布置受限,与抗拔不抗剪需要设置过渡加强区的适应性较差;(5)本研究成果可为客货共线铁路钢-混组合连续梁桥负弯矩区耐久性提升提供借鉴和参考.

带抗拔不抗剪栓钉的钢-混组合梁桥面连续构造理论研究

随着钢-混组合梁桥的快速发展,组合梁桥面连续构造开裂已成为一个亟需解决的问题。目前,现有的桥面连续抗裂措施大多针对混凝土桥,且实际工程中的配筋缺乏计算分析。因此,研究提出了将抗拔不抗剪连接新技术应用于钢-混组合梁桥面连续构造的抗裂设计。根据该技术的作用机理,推导出梁端变形作用下桥面连续构造内力及顶部受拉钢筋应力的计算公式,并分析了各类荷载工况下考虑桥面连续影响的梁端变形值。为验证理论方法的准确性,以广州市某座两跨装配式钢-混组合梁桥为依托,将桥面连续顶部受拉钢筋应力的理论计算值与实测值及有限元计算值进行了对比,结果吻合良好。最后,以该理论分析方法为基础对抗拔不抗剪栓钉的布置范围及桥面连续配筋率作了参数分析,其结论可为带抗拔不抗剪栓钉的钢-混组合梁桥面连续构造的设计提供一定的指导。

钢板组合连续梁桥荷载横向分布影响研究

为探讨负弯矩区栓钉类型和横梁设置形式对钢板组合连续梁桥荷载横向分布的影响规律,以城市快速路高架桥(30+45+30)m钢板组合连续梁桥为背景,建立桥梁有限元模型,分析了边、中跨各主梁的横向影响线分布规律.针对2种栓钉类型(抗拔不抗剪栓钉和普通栓钉)和3种横梁形式(满布、间断设置和不设置),以荷载横向分布系数为指标,对比研究了近支点和跨中位置的荷载横向分布.结果表明:采用抗拔不抗剪栓钉时,桥梁近支点位置的荷载横向分布系数减小5%;不同横梁设置形式桥梁在近支点位置的横向分布系数差异达20%以上,当采用设置间断横梁时横向分布系数最小.采用抗拔不抗剪栓钉或间断横梁形式,可有效减小横向分布系数最大值.

带混凝土壳的复杂拱形钢框架结构分析设计

京沈客专在北京朝阳站段(里程DK16+700~DK16+800)封闭式声屏障采用带混凝土壳板的复杂拱形钢框架结构,通过合理的地上结构方案和桩基基础方案,在避让既有电缆管沟的条件下实现大跨度封闭式声屏障的功能要求。设计时对混凝土壳的模拟方式进行了详细研究,确定完全壳板刚度和折减壳板刚度包络设计的原则。对整体结构开展了稳定性分析和抗连续倒塌分析,确保结构具备足够的安全冗余度。针对声屏障的使用环境,分别从振动速度响应和构件疲劳应力方面评估了列车振动对声屏障结构的影响。针对超长混凝土壳板进行了温度工况专项分析,通过应用抗拔不抗剪栓钉有效控制了温度工况下的混凝土开裂问题。通过多项专项分析和设计措施,确保了声屏障结构设计的安全性和合理性。

由立柱变形估算支撑安全状态

软土地区基坑开挖过程中,立柱隆起可能会导致内支撑系统的失稳破坏;但目前在实际工程中,立柱产生的竖向位移对基坑的影响常被忽略。影响立柱发生竖向位移和变形的因素主要有承压水头、基坑隆起、竖向荷载、温差、混凝土收缩徐变、施工误差等,其中基坑隆起与竖向荷载是最主要的两个方面。文章探讨了基坑内立柱隆起的原因和机理,并分析了由竖向位移产生的附加弯矩对基坑整体稳定性的影响,提出了确定立柱容许竖向位移的方法,并结合某基坑工程立柱隆起实例进行了验证,最后提出了一些应对立柱隆起的工程措施。

负弯矩作用下钢-混凝土组合梁掀起力计算研究

在弹性体变形理论基础上,利用力的平衡原理及变形协调条件,建立负弯矩作用下同时考虑水平滑移和竖向掀起的钢-混凝土组合梁力学模型,通过推导对应的微分方程,编制计算程序求解,得到负弯矩作用下组合梁栓钉掀起力的计算表达式。计算结果表明:在同一荷载作用下,单个栓钉掀起力随着栓钉间距的增大而增大。计算与试验结果的对比表明:二者吻合较好,该计算方法准确、可靠,可为考虑竖向掀起作用的连续组合梁负弯矩区界面交互作用研究提供理论参考。